Fiche explicative de la leçon : Types de nutrition Biologie

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre comment identifier et comparer la nutrition autotrophe et hétérotrophe

Tous les êtres vivants requièrent une forme de nutrition. La nutrition est la manière dont les organismes vivants absorbent et utilisent les éléments nutritifs. Ils leur fournissent les substances nécessaires pour mener à bien d’autres processus vitaux : la reproduction, la croissance, la réparation et le maintien de leur environnement interne.

Ce qui est fascinant dans la nutrition, c'est la variété des moyens dont disposent les différents organismes pour l'obtenir. Certains animaux, comme nous, mangent simplement d’autres organismes, mais les plantes peuvent obtenir leur propre nourriture en convertissant la lumière du soleil en énergie chimique. Il existe même des créatures étonnantes qui vivent au fond de la mer dans des cheminées hydrothermales et qui tirent leur énergie de produits chimiques comme le sulfure d'hydrogène, toxique pour l'Homme ! Cependant, c’est ainsi que ces créatures obtiennent leur nourriture. Tous les organismes vivants utilisent un processus appelé la respiration cellulaire pour produire l’énergie de leur nourriture.

Il existe deux grandes classifications des méthodes de nutrition : autotrophe et hétérotrophe. Le suffixe « -trophe » signifie « nourriture », tandis que « auto » signifie « soi ». Cela explique pourquoi les organismes autotrophes acquièrent leurs nutriments en fabriquant leur propre nourriture, comme la façon dont les plantes transforment la lumière du soleil en sucre dans leurs cellules. « Hétéro » signifie « autre », donc les organismes hétérotrophes, comme la plupart des animaux, acquièrent des nutriments en consommant ou en ingérant un autre organisme. Nous allons examiner ces deux types de nutrition plus en détail.

Commençons par les autotrophes, le nom donné à tout organisme qui effectue une nutrition autotrophe.

Les algues vertes, certaines bactéries et les plantes telles que le tournesol dans la figure 1 sont un exemple d’autotrophes, car elles fabriquent leur propre nourriture. Elles le font en convertissant l’énergie lumineuse du soleil en énergie chimique (glucose) dans un processus appelé photosynthèse. C’est pourquoi elles peuvent être classées comme étant phototrophes, le préfixe « photo » signifiant « lumière ». Elles absorbent également les minéraux et l’eau du sol pour les aider à construire de grandes molécules dans leurs cellules et à effectuer leurs processus vitaux.

Il y a aussi d’autres types d’autotrophes. L’un de ces groupes est le chimiotrophe, « chimio » signifiant « chimique » en référence à leur méthode de nutrition, qui convertit un type de produit chimique en un autre, tel que la bactérie dans la figure 2. Ce processus s’appelle la chimiosynthèse. Les chimiotrophes se trouvent généralement dans des endroits peu éclairés, remplis d’éléments chimiques qui seraient toxiques pour d’autres organismes. Ils font cependant bon usage de ces éléments chimiques, en les convertissant en sucres comme le glucose qui seront utilisés lors de la respiration cellulaire pour produire de l’énergie.

Par exemple, les bactéries illustrées dans la figure 2 vivent dans des sources hydrothermales en eau profonde et convertissent le sulfure d’hydrogène provenant des rejets de ces sources en énergie utilisable. Ces organismes seraient l'un des premiers groupes d’organimes à s’être formés sur Terre, et certains scientifiques pensent qu'ils pourraient même exister sur les lunes sombres et toxiques de Jupiter.

Intéressons-nous aux hétérotrophes, le nom donné à tout organisme qui obtient sa nutrition par hétérotrophie. Les hétérotrophes obtiennent leur nourriture en mangeant ou en absorbant un autre organisme vivant, ou autrefois vivant. Pour ce faire, ils mangent des plantes ou d’autres animaux, ou absorbent une partie de ces plantes et animaux en les décomposant grâce à des enzymes.

L’hétérotrophe doit digérer l’organisme dont il se nourrit. Certains hétérotrophes, comme les champignons, digèrent ou décomposent l’organisme avant d’absorber les nutriments. D’autres, comme les humains, ingèrent (mangent) d’abord l’organisme avant de le digérer grâce aux enzymes et aux organes de notre système digestif décomposant les grosses molécules en plus petites. Une fois que la digestion a eu lieu, quelle que soit sa méthode, les plus petites molécules peuvent être utilisées par les cellules pour former une variété de molécules utiles à leurs fonctions.

Il existe différents types d’hétérotrophes, et les premiers que nous examinerons sont les parasites.

Les parasites vivent sur ou à l’intérieur d’un autre organisme appelé l’hôte. Le parasite, par exemple Plasmodium falciparum, responsable du paludisme, sera nourri au détriment de l’hôte. Pour ce faire, le parasite Plasmodium infecte les globules rouges humains et absorbe leurs nutriments. De nombreux parasites sont associés à une maladie, car souvent lorsqu’ils se nourrissent sur l’hôte, ils prennent une partie de ses nutriments, ou le blessent au cours du processus. Le paludisme est la cause de plus de 400 000 décès par an, dont la plupart sont de jeunes enfants vivant en Afrique sub-saharienne.

Certaines plantes sont aussi des parasites ; par exemple, l’arbre sur la figure ci-dessous a une racine de plante parasite qui entoure son tronc. Cette plante parasite est probablement en train de « voler » les nutriments que l’arbre a fabriqués par photosynthèse ou obtenus du sol. C’est une technique courante des plantes situées plus bas dans la canopée, car elles ne peuvent pas accéder elles-mêmes à suffisamment de lumière pour la photosynthèse ou à des éléments nutritifs provenant d’un sol pauvre en nutriments.

Une autre forme d’hétérotrophe est appelée saprophyte. « Sapro » signifie « moisi » et « phyte » se rapporte à l’alimentation, car les saprophytes, qui sont généralement des bactéries ou des champignons, tirent généralement leur nutrition de matières mortes ou en décomposition. Les saprophytes le font en libérant des enzymes de leurs cellules vers l’environnement extracellulaire quand elles sont en contact avec une matière organique en décomposition, comme des feuilles mortes ou des souches d’arbres morts. Ainsi, les saprophytes jouent le rôle de décomposeurs car ils décomposent les organismes morts.

Une fois que la matière organique a été digérée par les enzymes libérées des saprophytes, ceux-ci absorbent ensuite les plus petites particules, comme vous pouvez le voir dans la figure 4. C’est ce qu’on appelle la digestion extracellulaire, car elle se produit en dehors même du saprophyte. Les saprophytes sont parfaitement adaptés pour se propager et s'enfoncer profondément dans un matériau afin de le décomposer efficacement ; ainsi, il ne faut jamais manger un morceau de pain sur lequel on ne voit qu'une petite moisissure, car cette moisissure s'est certainement propagée plus loin que ce que l'on peut voir ! 

La dernière forme de nutrition hétérotrophe que nous examinerons est appelée la nutrition holozoïque, et c’est probablement celle que vous connaissez le mieux. La nutrition holozoïque se caractérise par l’ingestion et la digestion de particules alimentaires solides, liquides ou gazeuses au sein de l'organisme.

Il existe trois principaux types de nutrition holozoïque : les carnivores, les herbivores et les omnivores. Les humains, les chiens et de nombreux autres animaux ont des habitudes alimentaires omnivores, ce qui signifie qu’ils tirent leur alimentation de la consommation et de la digestion interne de matières végétales et animales. Les carnivores, tels que les lions, les serpents, les requins et même les araignées, obtiennent leur nourriture en consommant uniquement des matières animales. Les herbivores, tels que les chèvres, les vaches, les lapins, les éléphants et les souris, ne tirent leur nourriture que de la consommation de matière végétale. Certaines personnes se classent aussi plutôt comme des herbivores ! 

Un exemple simple d’organisme holozoïque que vous n’avez peut-être jamais « vu » auparavant est une Amibe. Ce sont des organismes eucaryotes unicellulaires qui ingèrent des particules alimentaires, les digèrent grâce à des enzymes dans leurs cellules, absorbent les nutriments nécessaires pour former les molécules dont elles ont besoin, puis rejettent ce dont elles n'ont pas besoin. Ce processus, comme le montre la figure 5, est la procédure de base que suivent tous les organismes holozoïques, quelle que soit leur taille et la manière dont ils absorbent, digèrent et ingèrent leur nourriture.

Exemple 4: Identifier la classe de nutrition hétérotrophe

Les sangsues, illustrées sur la figure, s’attachent au corps d’un autre organisme et obtiennent leurs nutriments en consommant une partie du sang de cet organisme. À quelle classification d’organismes hétérotrophes appartiennent-elles ? 

1. saprophyte
2. parasite
3. holozoïque

Réponse

Les organismes hétérotrophes acquièrent leurs nutriments par l’ingestion d’autres organismes. Il y a trois types principaux d’hétérotrophes : les organismes saprophytes, parasites et holozoïques.

Les saprophytes sont des organismes, généralement des champignons, qui acquièrent par absorption leurs nutriments, principalement de la matière en décomposition. Ils le font en sécrétant des enzymes extracellulaires qui digèrent la matière à l’extérieur des cellules saprophytes. La nourriture digérée est ensuite absorbée dans les cellules du saprophyte pour être utilisée.

Les parasites sont des organismes qui vivent sur ou à l’intérieur d’un organisme hôte et obtiennent leur nourriture aux dépens de son hôte, soit en leur soutirant une source de nourriture, soit en leur causant des dommages physiques.

La nutrition holozoïque est un mode de nutrition hétérotrophe caractérisé par l’ingestion et la digestion interne de particules alimentaires gazeuses, liquides ou solides, habituellement effectuées par les animaux. Certains organismes unicellulaires comme l’Amibe effectuent également une nutrition holozoïque.

Les informations de la question nous indiquent que les sangsues s’attachent au corps d’un autre organisme et se nourrissent en consommant leur sang. On peut en déduire que ce ne sont pas des saprophytes, car la plupart des saprophytes sont des champignons et cette sangsue est un animal. D’autre part, les saprophytes décomposent principalement la matière morte ou en décomposition, alors que les sangsues prélèvent du sang d’organismes vivants. Elles vivent sur un hôte et se nourrissent au détriment de l'hôte lui-même en consommant son sang ; elles ne sont donc pas holozoïques, puisque l'hôte est vivant.

Par conséquent, notre réponse correcte est B : les parasites.

À partir de cette fiche explicative et de la figure 6 ci-dessous, vous pouvez voir que l’énergie stockée dans la matière organique circule entre les organismes vivants en raison de leurs différents types de nutrition.

Les autotrophes sont en bas de la pyramide (la couche verte sur la figure 6) car ce sont les producteurs primaires de la matière organique, en utilisant une source d’énergie physique (la lumière dans cet exemple). Ensuite, les hétérotrophes (les couches jaune, orange et rouge sur la figure 6) sont tous les organismes dont la nutrition dépend soit des autotrophes, soit d’autres hétérotrophes. Les saprophytes (le cercle marron) jouent le rôle de décomposeurs capables d’utiliser l’énergie laissée par les autres organismes une fois morts.

Récapitulons certains des points clés que nous avons couverts dans cette fiche explicative.